盾构隧道结构快速加固装置及加固方法

本发明属于地铁建设隧道，尤其涉及一种盾构隧道结构快速加固装置及加固方法。

背景技术：

1、如今，我国大城市地铁设施已经发展几千公里，盾构隧道是城市隧道的主要类型，盾构隧道在施工过程中，管片主要依靠螺栓紧固，管片在长期服役过程中会面临刚度退化、螺栓形变等问题，从而导致圆形隧道横断面变形呈现“鸭蛋形”，从而导致对于地铁运营的安全问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种盾构隧道结构快速加固装置及加固方法，可对盾构隧道进行二次加固，能够有效提高盾构隧道整环刚度。

2、一种盾构隧道结构快速加固装置，包括：

3、第一加固体和第二加固体，所述第一加固体和第二加固体的外环面均贴合于管片的内环面，每个所述管片上具有多个用于固定管片的手孔；

4、所述第一加固体和第二加固体的外环面均开设一沿着环向延伸的内滑槽，沿环向，所述内滑槽的两端均敞开；

5、沿环向的同一端，所述第一加固体上的内滑槽和第二加固体上的内滑槽，分别与一个第一滑块配合；沿环向的另一端，所述第一加固体上的内滑槽和第二加固体上的内滑槽，分别与一个第二滑块配合，所述第一滑块和第二滑块的外环面均位于所述内滑槽的外部；

6、所述第一加固体和第二加固体的内环面上均开设用于连接第一滑块的螺栓孔、用于连接第二滑块的螺栓孔；

7、齿条和支架，所述齿条设置于第一滑块的内环面上；所述支架可拆卸地设置于所述第一加固体和第二加固体上，所述支架上设置用于驱动所述齿条的驱动单元；

8、调距单元，包括沿纵向延伸的第一套管和第二套管；其中：所述第一套管为中空结构，所述第一套管的一端固定于第一加固体的侧面上，所述侧面连接所述第一加固体的内环面和外环面，另一端形成敞开端，以将第二套管插入所述第一套管内；

9、所述第二套管的一端固定于第二加固体的侧面上，所述侧面连接所述第二加固体的内环面和外环面；

10、固定块，用于将盾构隧道结构快速加固装置固定于管片上，所述第一滑块和第二滑块的外环面上均设置一所述固定块，所述固定块上开设与所述手孔配合的安装孔。

11、优选地，所述驱动单元为一齿轮，所述齿轮转动设置在对应的所述支架上，所述齿轮与对应的第一滑块上的齿条啮合。

12、优选地，所述第一加固体和第二加固体均为一中空结构。

13、优选地，所述固定块背向手孔的安装面，与一法兰可拆卸连接，所述法兰朝向管片的安装面上设置上一卡条，所述卡条上开设螺丝孔。

14、优选地，所述固定块背向手孔的安装面上设置一卡条，所述卡条上开设螺丝孔。

15、一种盾构隧道结构快速加固方法，基于所述的盾构隧道结构快速加固装置，用于连接1#环管片，包括：

16、步骤1、调整第一套管和第二套管之间的距离l1，以使得该加固装置完全位于 1#环管片上；

17、步骤2、将一第一滑块安装在第一加固体上的内滑槽，另一第一滑块安装在第二加固体上的内滑槽内；

18、同时将一第二滑块安装在第一加固体上的内滑槽，另一第二滑块安装在第二加固体上的内滑槽内；

19、用螺栓将两个第二滑块分别固定在第一加固体上和第二加固体上；

20、步骤3、分别将固定块通过卡条和螺丝固定在第一滑块和第二滑块上；

21、步骤4、将第二滑块上的固定块，通过其上的螺丝孔卡设于对应的手孔处的螺栓上；

22、步骤5、驱动单元驱动齿条移动，使得两个第一滑块上紧至对应的滑槽；

23、当第一加固体上的两固定块之间的环向间距c1，与1#1管片和1#2管片上不同手孔之间的环向间距c2相对应、且第二加固体上的两固定块之间的环向间距c11，与1#1管片和1#2管片上不同手孔之间的环向间距c21相对应时，驱动单元停止工作；

24、此时用螺栓将两个第一滑块分别固定在第一加固体上和第二加固体上；

25、此时将结支架和驱动单元拆卸；

26、步骤6、将第二滑块上固定块，通过其上的螺丝孔卡设于管片对应的手孔处的螺栓上。

27、一种构隧道结构快速加固方法，基于盾构隧道结构快速加固装置，用于连接1#环管片和2#环管片，包括：

28、步骤1、调整第一套管和第二套管之间的距离l1，以使得该加固装置的第一加固体位于 1#环管片上内环面上，第二加固体位于 2#环管片上内环面上。

29、步骤2、将一第一滑块安装在第一加固体上的内滑槽，另一第一滑块安装在第二加固体上的内滑槽内；

30、同时将一第二滑块安装在第一加固体上的内滑槽，另一第二滑块安装在第二加固体上的内滑槽内；

31、用螺栓将两个第二滑块分别固定在第一加固体上和第二加固体上；

32、步骤3、分别将固定块通过卡条和螺丝固定在第一滑块和第二滑块上；

33、步骤4、将第二滑块上的固定块，通过其上的螺丝孔固定于对应的手孔处；

34、步骤5、驱动单元驱动齿条移动，使得两个第一滑块上紧至对应的滑槽；

35、当第一加固体上的两固定块之间的环向间距c1，与1#1管片和1#2管片上不同手孔之间的环向间距c2相对应、且第二加固体上的两固定块之间的环向间距c11，与2#1管片和2#2管片上不同手孔之间的环向间距c21相对应时，驱动单元停止工作；

36、此时用螺栓将两个第一滑块分别固定在第一加固体上和第二加固体上；

37、此时将结支架和驱动单元拆卸；

38、步骤6、将第二滑块上固定块，通过其上的螺丝孔卡设于管片对应的手孔处的螺栓上。

39、优选地，在步骤1之前，还包括：旋转固定块以调整固定块的方向，之后将固定块固定于法兰上。

40、与现有技术相比，本发明的优点为：

41、对于进行盾构隧道的加固，目前已有专利主要方法包括：内钢圈加固法、粘贴纤维板法、复合腔体法。相较于本发明所提出的加固方法，本方法具有以下优点：

42、加固时可针对需要进行加固的位置快速响应，比内钢圈加固法实施起来更便捷。

43、相较于粘贴纤维加固的方法，该加固方法能够提高管片整体的强度，并且不会像粘贴纤维法易受火灾等影响。

44、相较于复合腔体法，已有管片生产已经有相当规模，本方法在已有管片的基础上施加加固措施，结构简单，灵活性高，不需要重新设计管片结构。

45、（4）该装置设计的内滑槽结构可以很好的适应不同手孔位置距离的管片的加固。

46、（5）该加固方法能够有效应对不同位置的管片形变问题。

技术特征：

1.一种盾构隧道结构快速加固装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的盾构隧道结构快速加固装置，其特征在于，所述驱动单元为一齿轮，所述齿轮转动设置在对应的所述支架上，所述齿轮与对应的第一滑块上的齿条啮合。

3.根据权利要求1所述的盾构隧道结构快速加固装置，其特征在于，所述第一加固体和第二加固体均为一中空结构。

4.根据权利要求1所述的盾构隧道结构快速加固装置，其特征在于，所述固定块背向手孔的安装面，与一法兰可拆卸连接，所述法兰朝向管片的安装面上设置上一卡条，所述卡条上开设螺丝孔。

5.根据权利要求1所述的盾构隧道结构快速加固装置，其特征在于，所述固定块背向手孔的安装面上设置一卡条，所述卡条上开设螺丝孔。

6.一种盾构隧道结构快速加固方法，基于权利要求1~5之任一项所述的盾构隧道结构快速加固装置，其特征在于，用于连接1#环管片，包括：

7.一种构隧道结构快速加固方法，基于权利要求1~5之任一项所述的盾构隧道结构快速加固装置，其特征在于，用于连接1#环管片和2#环管片，包括：

8.根据权利要求7所述的构隧道结构快速加固方法，其特征在于，在步骤1之前，还包括：旋转固定块以调整固定块的方向，之后将固定块固定于法兰上。

技术总结
本发明提出了盾构隧道结构快速加固装置及加固方法，该装置包括第一加固体和第二加固体，其外环面均开设一沿着环向延伸的内滑槽，第一加固体上的内滑槽和第二加固体上的内滑槽，分别与一个第一滑块配合、一个第二滑块配合；调距单元，包括沿纵向延伸的第一套管和第二套管；第一套管为中空结构，第一套管的一端固定于第一加固体的侧面上，另一端形成敞开端，以将第二套管插入第一套管内；第二套管的一端固定于第二加固体的侧面上；第一滑块和第二滑块的外环面上均设置一固定块，固定块上开设与手孔配合的安装孔。本发明可实现紧密配合、不同位置和方向的调整，并利用手孔处原有的螺栓结构对盾构隧道进行二次加固，有效提高盾构隧道整环刚度。

技术研发人员：金浩,孙博旭
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13